任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工(一)套類零件的加工工藝１.套類零件的特點套類零件在機(jī)器中主要起支承和導(dǎo)向作用，在實際中應(yīng)用非常廣泛。這類零件結(jié)構(gòu)上有共同的特點:外圓直徑Ｄ一般小于其長度Ｌ，通常長徑比(Ｌ/Ｄ)小于５；內(nèi)孔與外圓直徑之差較小，即零件壁厚較小，易變形；內(nèi)外圓回轉(zhuǎn)表面的同軸度公差很高；結(jié)構(gòu)比較簡單。如套筒、軸承套等都是典型的套類零件。２.套類零件的精度要求套類零件的精度主要有下列幾個項目:(１)孔的位置精度，如同軸度、平行度、垂直度、徑向圓跳動和端面圓跳動等。下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工(２)孔徑和長度的尺寸精度。(３)孔的形狀精度，如圓度、圓柱度、直線度等。(４)表面粗糙度，要達(dá)到哪一級表面粗糙度，一般按加工圖樣上的規(guī)定。一般套筒類零件在機(jī)械加工中的主要工藝問題:一是保證內(nèi)、外圓的相互位置精度；二是防止變形。３.套類零件的裝夾要求１)保證套類工件同軸度和垂直度的裝夾方法(１)一次裝夾中完成車削加工:在單件小批量生產(chǎn)中，可以把工件在卡盤或花盤上一次裝夾后將全部或大部分表面加工完畢。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工這種方法沒有定位誤差，如果車床精度較高，可獲得較高的形位精度。但需要經(jīng)常轉(zhuǎn)換刀架及經(jīng)常改變切削用量，尺寸也較難掌握。(２)工件以內(nèi)孔定位:如工件先車內(nèi)孔，再車外圓，這時我們可以應(yīng)用心軸，用已加工好的內(nèi)孔定位進(jìn)行車削。(３)工件以外圓定位:如果工件的外圓已經(jīng)過精加工，只要加工內(nèi)孔，并要求內(nèi)外圓同軸，這時可用未經(jīng)淬火的軟卡爪裝夾工件來車內(nèi)孔，可以保證裝夾精度且不易夾傷工件表面。２)薄壁型套類工件內(nèi)孔的裝夾方法車削薄壁套筒的內(nèi)孔時，由于工件的剛性差，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，所以必須特別注意裝夾問題。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工(１)用開縫套筒:用開縫套筒來增大裝夾的接觸面積，使夾緊力均勻分布在工件外圓上，可減小夾緊變形。在使用時，先把開縫套筒裝在工件外圓上，然后再一起夾緊在三爪自定心卡盤上。(２)用軸向夾緊夾具:用軸向夾緊工件的夾具夾緊時，可使夾緊力沿工件軸向分布，防止夾緊變形。４.車削套類零件常用刀具及其安裝方法１)中心鉆與中心孔中心孔又稱頂尖孔，它是軸類零件的基準(zhǔn)，對軸類零件的作用非常重要。在加工直徑ｄ＝１~１０ｍｍ的中心孔時，通常用不帶護(hù)錐的Ａ型鉆；在加工工序要求較長、精度要求較高時，一般采用帶護(hù)錐的Ｂ型鉆，如圖４－２所示。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工轉(zhuǎn)速的選擇和鉆削:由于中心鉆直徑小，鉆削時應(yīng)取較高的轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量應(yīng)小而均勻，切勿用力過猛。當(dāng)中心鉆鉆入工件后應(yīng)及時加切削液冷卻潤滑。鉆畢時，中心鉆在孔中應(yīng)稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形狀精度和表面質(zhì)量。２)麻花鉆與鉆孔鉆孔是在實體材料上加工孔的方法，它屬于粗加工，其尺寸精度一般可達(dá)ＩＴ１１~ＩＴ１２，表面粗糙度Ｒａ１２.５~２５μｍ。(１)麻花鉆的組成部分。麻花鉆由柄部、頸部和工作部分組成。柄部是鉆頭的夾持部分，裝夾時起定心作用，切削時起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工頸部是柄部和工作部分的連接段，頸部較大的鉆頭在頸部標(biāo)注有商標(biāo)、鉆頭直徑和材料牌號等信息。工作部分是鉆頭的主要部分，由切削部分和導(dǎo)向部分組成，起切削和導(dǎo)向作用。直徑小于１２ｍｍ時一般為直柄麻花鉆，直徑大于１２ｍｍ時為錐柄麻花鉆，如圖４－３所示。(２)鉆孔時切削用量的選擇。①切削深度(背吃刀量):鉆孔時的切削深度是鉆頭直徑的１/２。②切削速度:鉆孔時的切削速度是指麻花鉆主切削刃外緣處的線速度。用麻花鉆鉆鋼料時，切削速度一般選１５~３０ｍ/ｍｉｎ；鉆鑄件時，進(jìn)給速度選７５~９０ｍ/ｍｉｎ。擴(kuò)鉆時切削速度可略高一些。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工③進(jìn)給量ｆ:在車床上鉆孔時，工件轉(zhuǎn)１周，鉆頭沿軸向移動的距離為進(jìn)給量。在車床上是用手慢慢轉(zhuǎn)動尾座手輪來實現(xiàn)進(jìn)給運動的。進(jìn)給量太大會使鉆頭折斷。用直徑為１２~２５ｍｍ的麻花鉆鉆鋼料時，ｆ選０.１５~０.３５ｍｍ/ｒ；鉆鑄件時，進(jìn)給量略大些，一般選ｆ為０.１５~０.４ｍｍ/ｒ。３)內(nèi)孔車刀(１)內(nèi)孔車刀的選用。內(nèi)孔車刀可分為通孔車刀和盲孔車刀兩種，如圖４－４所示。①通孔車刀切削部分的幾何形狀與外圓車刀相似，為了減小徑向切削抗力，防止車孔時振動，主偏角應(yīng)取得大些，一般在６０°~７５°之間，副偏角一般為１５°~３０°。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工為防止內(nèi)孔車刀后刀面和孔壁摩擦又不使后角磨得太大，一般磨成兩個后角。②盲孔車刀用來車削盲孔或階臺孔，切削部分形狀基本與偏刀相似，它的主偏角大于９０°，一般為９２°~９５°，后角的要求和通孔車刀一樣。不同之處是盲孔車刀的刀尖到刀桿外端的距離小于孔半徑，否則無法車平孔的底面。(２)內(nèi)孔車刀的安裝。①刀尖應(yīng)與工件中心等高或稍高。②刀桿伸出長度不宜過長，一般比被加工孔長５~６ｍｍ。③刀桿基本平行于工件軸線，否則在車削到一定深度時，刀桿后半部分容易碰到工件孔口。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工④盲孔車刀安裝時，內(nèi)偏刀的主刀刃應(yīng)與孔底平面成角，并且在車平面時要求橫向有足夠的退刀余地，如圖４－４(ａ)右圖所示。(３)內(nèi)孔車刀的對刀。①手動平端面。②Ｚ向補正。③車內(nèi)孔。④測量車削后的孔徑。⑤Ｘ向補正。４)內(nèi)溝槽車刀與切內(nèi)溝槽(１)內(nèi)溝槽車刀。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工內(nèi)溝槽車刀和外溝槽車刀(車槽刀)的幾何角度相似，只是內(nèi)溝槽車刀的刀頭形狀因為被加工溝槽的截面形狀不同而更加多樣化，如圖４－５所示。(２)內(nèi)溝槽的加工方法。內(nèi)溝槽的加工方法與外溝槽的加工方法類似。①直進(jìn)法。寬度較小和要求不高的內(nèi)溝槽，可用主切削刃寬度等于槽寬的內(nèi)溝槽車刀采用直進(jìn)法一次車出，如圖４－６(ａ)所示。②多次直進(jìn)法。要求較高或較寬的內(nèi)溝槽，可采用直進(jìn)法分多次車出。對有精度要求的槽，先粗車槽壁和槽底，然后根據(jù)槽寬、槽深進(jìn)行精車，如圖４－６(ｂ)所示。③縱向進(jìn)給法。如果槽較大較淺，可用內(nèi)圓粗車刀先車出凹槽，再用內(nèi)溝槽車刀車溝槽的兩端垂直面，如圖４－６(ｃ)所示。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工５.套類零件的檢測與測量１)孔徑的測量(１)內(nèi)徑千分尺測量。如圖４－７所示，內(nèi)徑千分尺可用于測量５~３０ｍｍ的孔徑，分度值為０.０１ｍｍ。這種千分尺的刻線與外徑千分尺相反，順時針旋轉(zhuǎn)微分筒時，活動爪向右移動，測量值增大。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的原因，其測量精度低于其他類型的千分尺。(２)塞規(guī)測量。在成批生產(chǎn)中，為了測量的方便，常用塞規(guī)測量孔徑，如圖４－８所示。塞規(guī)由通端、止端和手柄組成。通端尺寸等于孔的最小極限尺寸，止端尺寸等于孔的最大極限尺寸。測量時，通端通過，而止端通不過，說明尺寸合格。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工使用塞規(guī)時，應(yīng)盡可能使塞規(guī)溫度與被測工件溫度一致，不要在工件還未冷卻到室溫時就去測量。測量內(nèi)孔時，不可硬塞強行通過，一般靠自身重力自由通過，測量時塞規(guī)軸線應(yīng)與孔軸線一致，不可歪斜。(３)內(nèi)徑百分表測量。根據(jù)工件內(nèi)孔直徑，用外徑千分尺將內(nèi)徑百分表對“零”后，進(jìn)行測量，測量方法如圖４－９所示，取最小值為孔的實際尺寸。２)內(nèi)槽的檢查和測量(１)測量內(nèi)槽直徑，如圖４－１０所示，可用卡鉗、帶千分表內(nèi)徑量規(guī)、特殊彎頭游標(biāo)卡尺測量。上一頁下一頁返回任務(wù)一套類零件的數(shù)控車削編程與加工(２)測量內(nèi)槽寬度，如圖４－１１所示，可用樣板、游標(biāo)卡尺、鉤形游標(biāo)卡尺測量。(二)編程指令內(nèi)孔的輪廓加工采用Ｇ７１、Ｇ９０等加工指令，可以參考項目二；內(nèi)孔中的槽的加工可以參考項目三槽的加工。上一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工(一)盤類零件的加工工藝１.盤類零件的作用及結(jié)構(gòu)特點盤類零件在機(jī)器中主要用來傳遞動力、改變速度、轉(zhuǎn)換方向或起支承、軸向定位或密封等作用。盤類零件的基本形狀多為扁平的圓形或方形盤狀結(jié)構(gòu)，軸向尺寸相對于徑向尺寸小很多。主要由端面、外圓、內(nèi)孔等組成。例如，齒輪、帶輪、法蘭盤、端蓋、模具、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、螺母、墊圈等。２.盤類零件技術(shù)要求有配合要求或用于軸向定位的面，其表面粗糙度和尺寸精度要求較高，端面與軸心線之間常有幾何公差要求。下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工盤類零件往往對支承用端面有較高平面度、軸向尺寸精度及兩端面平行度要求；對連接作用中的內(nèi)孔等有與平面的垂直度要求，以及外圓、內(nèi)孔間的同軸度要求等。３.盤類零件加工基準(zhǔn)選擇根據(jù)零件不同的作用，零件的主要基準(zhǔn)會有所不同。一是以端面為主(如支承塊)，其零件加工中的主要定位基準(zhǔn)為平面；二是以內(nèi)孔為主，由于盤的軸向尺寸小，往往在以孔為定位基準(zhǔn)(徑向)的同時，輔以端面的配合；三是以外圓為主(較少)，與內(nèi)孔定位同樣的原因，往往也需要有端面的輔助配合。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工４.盤類零件的安裝方案(１)用三爪自定心卡盤安裝。用三爪自定心卡盤裝夾外圓時，為定位穩(wěn)定可靠，常采用反爪裝夾(共限制工件除繞軸轉(zhuǎn)動外的５個自由度)；裝夾內(nèi)孔時，以卡盤的離心力作用完成工件的定位、夾緊(亦限制了工件除繞軸轉(zhuǎn)動外的５個自由度)。(２)用專用夾具安裝。以外圓作徑向定位基準(zhǔn)時，可用定位環(huán)作定位件；以內(nèi)孔作徑向定位基準(zhǔn)時，可用定位銷(軸)作定位件。根據(jù)零件構(gòu)形特征及加工部位、要求，選擇徑向夾緊或端面夾緊。(３)用臺虎鉗安裝。生產(chǎn)批量小或單件生產(chǎn)時，根據(jù)加工部位、要求的不同，亦可采用臺虎鉗裝夾(如支承塊上側(cè)面、十字槽加工)。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工５.盤類零件的表面加工方法選擇零件上回轉(zhuǎn)面的粗、半精加工仍以車為主，精加工則根據(jù)零件材料、加工要求、生產(chǎn)批量大小等因素選擇磨削、精車、拉削或其他。零件上非回轉(zhuǎn)面加工，則根據(jù)表面形狀選擇恰當(dāng)?shù)募庸し椒?，一般安排于零件的半精加工階段。６.常見的端面槽種類常見的端面槽主要有以下幾種，如圖４－１３所示。７.常見的端面槽刀常見的端面槽刀主要有深端面切槽刀和端面深切槽刀，如圖４－１４所示。深端面切槽刀的加工示意圖如圖４－１５所示，端面深切槽刀的加工示意圖如圖４－１６所示。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工實際加工時，可以根據(jù)端面槽的寬窄和深淺選擇不同的端面槽刀。(二)編程指令１.端面車削固定循環(huán)(Ｇ７２)(１)指令功能:平行于且粗車是以多次Ｘ軸方向走刀來切除工件余量，適用于毛坯是圓鋼、各臺階面直徑差較大的工件。(２)指令格式:Ｇ７２Ｗ(Δｄ)Ｒ(ｅ)；Ｇ７２Ｐ(ｎｓ)Ｑ(ｎｆ)Ｕ(Δｕ)Ｗ(Δｗ)Ｆ(ｆ)Ｓ(ｓ)Ｔ(ｔ)；其中:Δｄ———粗車時Ｚ軸的切削量，單位為ｍｍ，無符號，進(jìn)刀方向由ｎｓ程序段的移動方向決定，Ｗ(Δｄ)執(zhí)行后，指令值Δｄ保持，未輸入Ｗ(Δｄ)時，以數(shù)據(jù)參數(shù)內(nèi)定的值作為進(jìn)刀量。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工ｅ———粗車時Ｚ軸的退刀量，單位為ｍｍ，無符號，退刀方向與進(jìn)刀方向相反，Ｒ(ｅ)執(zhí)行后，指令值ｅ保持，未輸入Ｒ(ｅ)時，以數(shù)據(jù)參數(shù)內(nèi)定的值作為退刀量。ｎｓ———精車軌跡的第一個程序段的程序段號。ｎｆ———精車軌跡的最后一個程序段的程序段號。Δｕ———粗車時Ｘ軸留出的精加工余量(粗車輪廓相對于精車軌跡的Ｘ軸坐標(biāo)偏移，即Ａ′點與Ａ點Ｘ軸絕對坐標(biāo)的差值，單位為ｍｍ，直徑值，有符號)。Δｗ———粗車時Ｚ軸留出的精加工余量(粗車輪廓相對于精車軌跡的Ｚ軸坐標(biāo)偏移，即Ａ′點與Ａ點Ｚ軸絕對坐標(biāo)的差值，單位為ｍｍ，有符號)。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工Ｆ———切削進(jìn)給速度。Ｓ———主軸轉(zhuǎn)速。Ｔ———刀具號、刀具偏置號。Ｆ，Ｓ，Ｔ———可在第一個Ｇ７２指令或第二個Ｇ７２指令中，也可在ｎｓ~ｎｆ程序中指定；在Ｇ７２循環(huán)中，ｎｓ~ｎｆ間程序段號的Ｆ，Ｓ，Ｔ功能都無效，僅在有Ｇ７０精車循環(huán)的程序段中才有效。Ｇ７２指令執(zhí)行軌跡如圖４－１７所示。(３)指令說明:①ｎｓ~ｎｆ程序段必須緊跟在Ｇ７２程序后編寫。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工如果在Ｇ７２程序段前編寫，系統(tǒng)自動搜索到ｎｓ~ｎｆ程序段并執(zhí)行，執(zhí)行完成后，按順序執(zhí)行ｎｆ程序段的下一程序，因此會引起重復(fù)執(zhí)行ｎｓ~ｎｆ程序段。②執(zhí)行Ｇ７２時，ｎｓ~ｎｆ程序段僅用于計算粗車輪廓，程序段并未被執(zhí)行。ｎｓ~ｎｆ程序段中的Ｆ、Ｓ、Ｔ指令在執(zhí)行Ｇ７２循環(huán)時無效，此時Ｇ７２程序段的Ｆ、Ｓ、Ｔ指令有效。執(zhí)行Ｇ７０精加工循環(huán)時，ｎｓ~ｎｆ程序段中的Ｆ、Ｓ、Ｔ指令有效。③ｎｓ程序段只能是不含Ｘ(Ｕ)指令字的Ｇ００、Ｇ０１指令，否則報警。④精車軌跡(ｎｓ~ｎｆ程序段)，Ｘ軸、Ｚ軸的尺寸都必須是單調(diào)變化的(一直增大或一直減小)。上一頁下一頁返回任務(wù)二盤類零件的數(shù)控車削編程與加工⑤ｎｓ~ｎｆ程序段中，只能有Ｇ功能:Ｇ００、Ｇ０１、Ｇ０２、Ｇ０３、Ｇ０４、Ｇ９６、Ｇ９７、Ｇ９８、Ｇ９９、Ｇ４０、